Vad är ett citronbatteri?
Ett citronbatteri är ett klassiskt vetenskapligt experiment som används för att demonstrera grunderna i ett kemiskt batterisystem. För att genomföra detta experiment behöver en forskare en mycket saftig citron, en galvaniserad eller zinkbelagd stålspik och ett rent kopparmynt eller en del av kopplingskoppling i hushåll. Forskaren som tillverkar batteriet behöver också en tråd med alligatorklämmor i varje ände och en känslig voltmeter. Voltmetrar kan vanligtvis hittas i den elektriska försörjningssektionen i en hårdvarubutik, elektronisk hobbyaffär eller hemförbättringscenter. Små ljusemitterande dioder (LED) och andra elektriska enheter kan också användas för att testa ett citronbatteri, men detta kräver vanligtvis ytterligare citroner.
Hur det fungerar
Ett citronbatteri förlitar sig på elektroner och en kemisk reaktion som äger rum när metaller introduceras till en sur blandning. Citronen innehåller en betydande mängd sur juice som i vetenskaplig terminologi är en "elektrolyt". Syra i en elektrolyt hjälper till att bryta ner atomstrukturen i metaller, som koppar och zink, vilket orsakar frisättning av enskilda elektroner. När en forskare skapar en krets, genom att ansluta de två metallerna till en ledare, strömmar elektronerna genom den som en elektrisk laddning, som kan upptäckas på en voltmeter eller annan enhet.
Gör batteriet
Först bör forskaren som skapar ett citronbatteri försiktigt sätta in kopparmynt eller hushålls kopparkablar i citronens ena ände och sedan sätta in den galvaniserade nageln i motsatt ände. Det är viktigt för forskaren att göra detta för att se till att de två metallerna inte kommer i kontakt med varandra. Detta skulle stänga kretsen och hålla metallerna medan de vidrör kan resultera i en mild elektrisk stöt.
Skapa avgiften
Spiken och myntet har nu blivit elektroder. Både koppar och zink tillåter elektroner att strömma genom dem, vilket innebär att de anses vara utmärkta elektriska ledare. Kopparmynt eller -tråd anses vara en positiv (+) elektrod, medan den zinkbelagda nageln är en negativ (-) elektrod.
Fririnnande elektroner som finns i citronsaftelektrolyten vill naturligtvis gå från negativa till positiva elektroder. Hur snabbt dessa elektronströmmar mäts som strömstyrka. Voltmetern tar upp detta genom att visa spänning, vilket indikerar det "elektriska trycket" som arbetar i kretsen.
Mätning av spänning
Ett enda citronbatteri producerar inte en betydande mängd spänning, men en känslig voltmeter bör upptäcka viss elektrisk utgång. Forskaren bör ansluta den positiva klämman på en tråd, änden med ett rött hölje, till kopparmynt eller tråd; och den negativa klämman, änden med ett svart hölje, till den galvaniserade nageln. En digital avläsning eller en analog ratt på voltmeter bör visa ett litet spänningsnummer, vanligtvis mindre än en tiondel av en volt. Detta räcker vanligtvis inte för att köra en digital klocka eller driva en glödlampa, men det visar att en elektrisk ström har genererats genom en kemisk reaktion i citronbatteriet.
Öka avgiften
Även om ett encelligt citronbatteri är funktionellt ger det lite meningsfullt elektriskt laddande. Ytterligare spänning kan tillhandahållas genom att öka antalet celler eller citroner i batteriet. En serie citroner kan fungera tillsammans som ett batteri genom ytterligare ledningar fästa från den positiva elektroden, koppardelen, av en citron till den negativa änden, en zinkspik, till en annan.
Cirka fyra citroner anslutna i serie på detta sätt bör ge tillräckligt med ström för att tända en liten LED. Forskaren ska ansluta den negativa ledningen från ena änden citronen till LED-ledningen närmast ett planat område av höljet. Han eller hon kan sedan ansluta en positiv ledning, från den andra änden citron, till den andra tråden. En svag men märkbar glöd bör lysa i mitten av lysdioden; ytterligare citroner eller celler kan läggas till batteriet för större laddning och en ännu ljusare glöd.